[发明专利]一种航天器对动坐标系机动目标实时规划方法

权利要求书

1.一种航天器对动坐标系机动目标实时规划方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)根据机动起点时刻t_m^*，起点时刻的卫星本体相对于卫星轨道系的姿态四元数q_bos和目标动坐标系相对于卫星轨道系的方向余弦阵C_so，以及给定的规划最大角加速度幅值a_max和规划最大角速度幅值进行常规姿态机动规划初始化计算，得到目标动坐标系相对于卫星轨道系的初始四元数q_t0、机动规划参数，机动规划参数包括机动规划方向矢量加速段结束时刻t_m1、减速段开始时刻t_m2、机动规划结束时刻t_m3；

(2)在机动过程中的每个控制周期，根据步骤(1)中给出的机动规划参数信息，进行常规姿态机动规划的实时规划预计算，得到预计算结果，其中，预计算结果包括轨道系实时预规划四元数q_ro0，实时规划角速度标量实时规划角加速度标量a_r；

(3)在机动过程中的每个控制周期，根据目标动坐标系相对于轨道系的实时方向余弦阵C_so，目标动坐标系相对于惯性系的角速度ω_si，和步骤(2)中给出的实时规划预计算结果，计算实时规划相对于惯性系姿态四元数q_r和实时规划相对于惯性系角速度ω_ri，完成航天器对动坐标系机动目标实时规划；

所述的步骤(3)中实时规划相对于惯性系姿态四元数q_r和实时规划相对于惯性系角速度ω_ri计算如下：

根据目标动坐标系相对于轨道系的实时方向余弦阵C_so计算实时目标四元数q_t＝Qa(C_so)，然后计算实时目标相对于初始值的变化量并根据计算结果对轨道系实时预规划四元数q_ro0进行补偿，得到轨道系实时规划四元数进而计算得到卫星相对于地心惯性系实时规划后的姿态四元数q_r和相对于地心惯性系实时规划后的角速度ω_ri；Qa()为从方向余弦阵到四元数的转换函数；

q_r＝Qa(Aq(q_ro)·C_oi)，

其中，Aq()为由四元数到方向余弦阵的转换函数，C_oi为轨道系相对于惯性系的转换矩阵，ω₀为卫星所在位置轨道角速度的标量绝对值，为机动规划方向矢量。

2.根据权利要求1所述的一种航天器对动坐标系机动目标实时规划方法，其特征在于：所述的步骤(1)和步骤(2)中的常规姿态机动规划初始化计算和实时规划预计算，使用BangBang机动规划或正弦机动规划。